Der zweite Kurstag des CAS «Arbeitsumfeld Kernenergie» bot einen umfassenden Einblick in den Abbau von Uran, den Aufbau eines Reaktors und die enorme Energiemenge, die ein Kernkraftwerk erzeugen kann.
Hansjörg Künzli, Leiter der Nukleartechnikerschule NTS, zeigte eindrücklich, wie ein Reaktor aufgebaut ist und legte anschaulich dar, welche Energiemengen daraus gewonnen werden können.
🔎 Wo kommt Uran vor und wie wird es abgebaut?
Uran kommt weltweit vor – in Böden, im Meerwasser und sogar in unserem Trinkwasser. Bedeutende Abbaugebiete liegen in Kanada, Australien, Kasachstan, USA, Russland und Niger. Abgebaut wird Uran sowohl im Tagebau als auch im Untertagebau.
⚛️ Wie wird Uran für den Einsatz in einem Kernkraftwerk aufbereitet?
Für den Einsatz im Kernkraftwerk wird Uran angereichert und zu kleinen Pellets gepresst. Diese sind nur schwach radioaktiv und ungefährlich – man kann sie bedenkenlos in die Hand nehmen.
Mehrere Pellets werden zu einem Brennstab zusammengereiht: rund 4 Meter lang und etwa 1 cm dünn. Mehrere Brennstäbe bilden gemeinsam ein Brennelement. Zwischen ihnen zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf Wasser.
⛓️💥 Wie funktioniert eine Kettenreaktion?
Wird ein Brennelement im Reaktor mit Neutronen beschossen, beginnt eine Kettenreaktion: Die Kernspaltung setzt Wärme frei, gleichzeitig werden weitere Neutronen abgegeben, die wiederum weitere Kerne spalten. Reguliert wird diese Reaktion einerseits durch Steuerstäbe. Je weiter diese zwischen die Brennstäbe eingefahren werden, desto mehr verlangsamen sie die Neutronen und unterbrechen die Kettenreaktion. Ebenso kann die Borkonzentration die Kettenreaktion abbremsen, denn Bor bindet Neutronen und dämpft die Reaktion.
Besonders eindrücklich war, dass die Studierenden Uranpellets, Brennstäbe und Steuerstäbe vor Ort bestaunen und sogar in die Hand nehmen konnten.
⚡ So entsteht Strom:
Die bei der Kernspaltung erzeugte Wärme erhitzt das Wasser im Reaktorkern. Aus dem dabei entstehenden Dampf wird eine Turbine angetrieben, die schliesslich Strom produziert.
⚛️ Wie viel Energie steckt im Uran?
Uran weist eine aussergewöhnlich hohe Energiedichte auf: Bereits drei bis vier Brennstoffpellets reichen aus, um den jährlichen Strombedarf einer vierköpfigen Familie zu decken. Ein Kernkraftwerk wie jenes in Leibstadt erzeugt pro Jahr rund 9’600 GWh Strom – genug, um etwa zwei Millionen Haushalte ein ganzes Jahr lang zu versorgen.
🔎 Weitere Informationen zum CAS:
CAS Arbeitsumfeld Kernenergie | BFH
